Комплекс средств наземного контроля и управления процессом бурения нефтяных и газовых скважин СКУБ-М1
Комплекс предназначен для контроля основных параметров процесса вращательного бурения нефтяных и газовых скважин и применяется на буровых установках эксплуатационного и глубокого разведочного бурения стволов нефтяных и газовых скважин на суше. Его выпускают в шести вариантах в зависимости от количества и диапазонов измерения контролируемых параметров. —
Он используется в макроклиматических районах с умеренным климатом, но для эксплуатации при температурах окружающего воздуха от — 50 до 50° С. По устойчивости к механическим воздействиям комп — 28
|
Состав комплекса |
Габаритные размеры, мм ‘ (длина X ширина X высота) |
Масса, кг |
|
Первичные преобразователи: |
‘ |
|
|
усилий |
182 X 134X206,5 |
12,0 |
|
134 X 177X206,5 |
11,0 |
|
|
момента |
200 X 145Х 187 |
12,0 |
|
600X200X385 |
91,0 |
|
|
давления |
170Х 124X240 |
6,0 |
|
подачи |
189X186X224 |
6,0 |
|
частоты вращения |
197X195X225 |
6,0 |
|
уровня |
2265X275X240 |
6,8 |
|
расхода на выходе |
^ 455X360 |
14,5 |
|
температуры |
(длина Xдиаметр) 130Х 146X400 |
3,2 |
|
Расходомер РГР: |
||
|
первичный преобразователь |
800X340X282 |
85,0 |
|
блок преобразователей |
478X203X441 |
20,0 |
|
Миллиамперметр Н-392 |
270X160X160 |
5,5 |
|
Потенциометр КСУ2-039 |
450X320X240 |
21,0 |
|
» КСУ2-040 |
450X320X240 |
21,0 |
|
Прибор измерительный показывающий |
196X250X250 |
7,8 |
|
Ящик соединительный |
103X250X250 |
11,81 |
|
Табло |
250X182X250 |
4,3 |
|
Блоки: |
||
|
питания |
250X202X250 |
11,0 |
|
управления нагрузкой |
90 X 122X200 |
1,3 |
|
« моментом |
90 X 103X200 |
1,3 |
|
« уровнем |
90 X 103X200 |
1,2 |
|
« расходом |
90 X 122X200 |
1,3 |
|
Стойка |
650X320X1319 |
49,0 |
|
Ящики приборные |
1256X300X650 |
54,3 |
|
490X350X500 |
16,0 |
леке соответствует виброустойчивому и вибропрочному исполнениям, а по защищенности от воздействия окружающей среды — исполнению, защищенному от попадания внутрь твердых частиц (пыли) и воды. Регистрирующие приборы имеют обыкновенное исполнение.
Составные части комплекса размещаются на буровой: датчики устанавливаются на технологическом оборудовании буровой; блок питания и коммутации, пульт контроля и управления, блок наблюдения — на площадке буровой; устройство регистрации — в помещении бурового мастера.
Комплекс обеспечивает контроль технологических параметров, выдачу выходных управляющих сигналов и сигналов тревоги.
Контролируемые комплексом СКУБ-М1 технологические параметры и соответствующие им измеряемые физические величины приведены в табл. 1.8.
В комплексе СКУБ-М1 предусмотрена возможность подключения датчика плотности бурового раствора.
|
Контролируемый параметр |
Вариант комплекса |
Измеряемая физическая |
величина, соответствующая контролируемому параметру |
Место представления информации |
|||||||||
|
Наименование, единица измерения |
Верхний предел измерения |
00 |
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
Наименование, единица измерения |
Верхний предел измерения |
Основная приведенная погрешность, % |
|||
|
измере ния |
регист рации |
выходного сигнала |
|||||||||||
|
Нагрузка на крюке, |
1250 |
+ |
Нагрузка на рычаге |
80 |
±2,5 |
±2,5 |
±1,5 |
PS, PV |
|||||
|
кН |
1600 |
— |
+ |
— |
— |
_ |
__ |
крепления непод |
100 |
||||
|
2000 |
—- |
— |
+ |
— |
— |
— |
вижного конца та |
80 |
|||||
|
2500 |
— |
— |
+ |
— |
— |
левого каната, кН |
80 |
||||||
|
3500 |
— |
+ |
— |
100 |
|||||||||
|
4000 |
+ |
100 |
|||||||||||
|
Осевая нагрузка на |
400 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Изменение нагрузки |
Не нормируется |
PH, PS |
|||
|
буровой инструмент, |
на рычаге крепле |
||||||||||||
|
кН |
ния неподвижного |
||||||||||||
|
конца талевого ка |
|||||||||||||
|
ната, кН |
— |
||||||||||||
|
Подача бурового ин |
Не огра |
+ |
Угловое перемеще |
360X50 |
— |
±2,5 |
±1,5 |
PS |
|||||
|
струмента, м |
ничен |
— |
+ |
— |
— |
г~ |
— |
ние вала, связанно |
360X41 |
||||
|
— |
— |
+ |
— |
— |
— |
го с барабаном ле |
360X35 |
||||||
|
— |
— |
— |
+ |
— |
— |
бедки, градус |
360X43,5 |
||||||
|
— |
— |
— |
— |
+ |
— |
‘360X43,5 |
|||||||
|
+ |
360X72,5 |
||||||||||||
|
Положение талевого |
40 |
+ |
То же |
360 X 50 |
±2,5 |
_! |
±1,5 |
PV1 |
|||||
|
блока, м |
— |
— |
— |
360X41 |
|||||||||
|
— |
— |
+ |
— |
— |
— |
360X35 |
|||||||
|
— |
— |
+ |
— |
— ■ |
360X43,5 |
||||||||
|
— |
— |
— |
— |
+ |
— |
360X43,5 |
|||||||
|
+ |
360X72,5 |
||||||||||||
|
Давление нагнетания |
25 |
+ |
+ |
+ |
+ |
— |
Давление, МПа |
25 |
±2,5 |
±2,5 |
±1,5 |
PS, PV |
|
|
бурового раствора, |
40 |
— |
— |
— |
— |
+ |
40 |
||||||
|
МПа |
|
Расход бурового раствора в нагнетательной линии, м3/с |
0,1 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Расход, м3/с |
0,1 |
±2,5 |
±2,5 |
±1,5 |
PSI, PV1 |
|
Частота вращения ротора, об/мин |
300 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Частота вращения, об/мин |
300 |
±2,5 |
±2,5 |
±1,5 |
PS1, PV1 |
|
Крутящий момент на роторе, кН-м |
60 |
— |
— |
+ |
+ |
+ |
+ |
Усилие на элементе механизма ротора’ кН |
40 60 |
±2,5 |
±2,5 |
±1,5 |
PS, PV |
|
Крутящий момент на машинном ключе, кН • м |
60 |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Усилие на рычаге ключа, кН |
60 80 |
±2,5 |
±2,5 |
±1,5 |
PS, PV |
|
Уровень раствора в приемных емкостях, м |
1,6 |
— |
— |
— |
+ |
+ |
+ |
Перемещение поплавка, м |
1,6 |
±2,5 |
±2,5 |
±1,5 |
PS1, PV1 |
|
Температура бурового раствора, °С |
100 |
— |
— |
+ |
+ |
+ |
Температура, °С |
100 |
— |
±2,5 |
±1,5 |
PS1, PV1 |
|
|
Изменение расхода выходящего бурового раствора, % |
100 |
" |
" |
+ |
+ |
+ |
Количество выходящего из скважины бурового раствора |
Не нормируется |
PS1, РН1 |
|
Примечания: 1. Знак « + » означает наличие контролируемого параметра в данном варианте комплекса. 2. Осевая нагрузка на инструмент определяется оператором по разности нагрузок на крюке, созданных вращающимся инструментом до и после введения его в контакт с забоем. 3. Основная приведенная погрешность измерения физической величины, соответствующей подаче инструмента, указана для подачи 20 м. 4. Условные обозначения видов представления информации: PH — прибор индикаторный; РН1 — индикатор стрелочный; PS — прибор регистрирующий аналоговый; PSI — прибор регистрирующий многоточечный; PV— прибор измерительный; PV1 — измеритель стрелочный. |
Постоянный 0—10 > 2
|
Непрерывные выходные сигналы: характеристика………………………………………… напряжение, В………………………………………….. сопротивление нагрузки, кОм Управляющие выходные сигналы: характеристика………………………………………… напряжение, В………………………………………….. ток, А…………………………………………………………. |
………………………………………. Постоянный
…………………………………… 24
…………………………………………………. 1,5
Назначение управляющих сигналов приведено в табл. 1.9.
|
Сигналы тревоги: характеристика |
Таблица 1.9
|
Сигнал на пульте |
. Назначение |
|
Вес |
Отключение привода лебедки при перегрузке талевой |
|
системы |
|
|
Тальблок |
Отключение привода лебедки при подъеме талевого бло |
|
ка выше заданной высоты. |
|
|
Давление |
Отключение привода насосов при превышении допусти |
|
мого давления |
|
|
Циркуляция |
Наличие давления в манифольде нагнетательной линии |
|
Момент |
Отключение привода ротора при превышении допустимого |
|
крутящего момента |
|
|
Момент |
Отключение привода машинного ключа при превышении |
|
допустимого крутящего момента — |
|
|
Уровень |
Отклонение уровня бурового раствора в приемных емкос |
|
тях от заданного |
|
|
Плотность |
Отклонение плотности бурового раствора от заданной |
|
Перелив |
Перелив скважины при доливе в процессе подъема инст |
|
румента |
Загорание сигнальной лампочки на панели пульта контроля и управления
|
±4,0 |
основная приведенная погрешность сигнализации, %………………
|
Назначение сигналов тревоги приведено в табл. 1.10. Т а б л и ц а 1.10
|
Общие технические данные СКУБ-М1
Погрешность контроля нагрузки на крюке, крутящих моментов на роторе и машинном ключе, давления нагнетания бурового раствора и уровня его в приемных емкостях, %:
измерения……………………………………………………………………………………………… ±2,5
выходных сигналов……………………………………………………………………………….. ±1,5
Питание:
ток…………………………………………………………………………………………… Переменный,…… одно
фазный
напряжение, В…………………………………………………………………………………….. 2201зз
частота, Гц…………………………………………………………………………… . 50+1
Потребляемая мощность, кВ-А…………………………………………… 0,8
Изменение основной приведенной погрешности, доли от основной погрешности:
при изменении температуры окружающей среды от +20° С в рабочем диапазоне температур на каждые 10° С:
TOC o "1-5" h z ±1,5……………………………………………………………………………………………………. 0,5
±2,5…………………………………………………………………………………….. 0,54
±4,0…………………………………………………………………………………………………. 0,44
при изменении напряжения питания в указанных пределах. . 0,3
при изменении частоты переменного тока в указанных пределах……………. 0,3
при воздействии внешнего постоянного или переменного магнитного поля частотой 50 Гц и напряженностью 400 А/м. . 0,4
Средний срок службы, лет………………………………….. . . : 8
Средняя наработка на отказ каждого канала измерения, ч. . . 10 000
Питание комплекса………………………………….. ,…………………………………. . От системы элект
|
Состав, габаритные размеры и масса комплекса СКУБ-М1 приведены в табл. 1.11. |
ропитания буровой
|
Таблица 1.11
|
|
3-3926 |
|
Состав комплекса |
Вариант испол-• |
Число составных частей на вариант |
Габаритные размеры, мм |
||||||||
|
составных частей |
00 |
01 |
02 |
03 |
04 |
05 |
длина |
ширина |
высота |
||
|
Пульт контроля и управления ПКУ |
00 02 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
553 |
400 |
195 |
15,7 15,1 |
|
Устройство регистрации УР |
00 02 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
900 |
800 |
480 |
104 |
|
Блок питания и коммутации БПК |
00 01 04 06. 09 10 |
1 |
1 |
1 |
— |
— |
— |
||||
|
— |
1 |
— |
— |
— |
— |
— |
|||||
|
1 |
|||||||||||
|
Комплекты: монтажный |
00 01 02 |
1 |
1 |
1 |
— |
— |
— |
||||
|
запасных частей |
03 04 3 00 01 02 04 4 08 00 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||
|
— |
— |
1 |
1 |
1 |
|||||||
|
инструмента и принадлежностей |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
— |
— |
— |
— |
|
|
Преобразователь расхода РГР-100 |
00 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
600 |
350 |
460 |
66,5 |
|
Сапфир 22ДИ-2170: на 25 МПа на 40 МПа |
= |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
255 |
135 |
167 |
4,0 |
|
Разделитель РМ |
— |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
— |
— |
— |
— |
Комплекс СКУБ-М1 представляет собой совокупность технических средств, предназначенных для централизованного контроля процесса бурения скважин, и состоит из следующих основных устройств: ПП — первичных преобразователей; БПК — блока питания и коммутации; БН — блока наблюдения; ПКУ — пульта контроля и управления; УР — устройства регистрации.
Составные части комплекса СКУБ-М1 обеспечивает реализацию функций: контроля — измерение, сбор, обработку сигналов о технологических параметрах бурения; отображения сигналов на показывающих приборах; регистрации сигналов на диаграммной бумаге; обеспечения выхода сигна — 34
лов на информационно-измерительные системы; сигнализации отклонения от заданных режимов и сигналов тревоги; управления — формирование и выдача управляющих сигналов при достижении контролируемыми параметрами ранее заданных значений.
Первичные преобразователи, устанавливаемые на технологическом оборудовании буровой, подключают к БПК с помощью соединительных кабелей. БПК обеспечивает питание всего комплекса, обработку сигналов и передачу их к устройствам БН, ПКУ, УР и на контакты разъема «Выходные сигналы», расположенные на УР. БН и ПКУ обеспечивают представление контролируемых параметров бурильщику. Работой комплекса управляют с помощью ПКУ. Контролируемые параметры фиксируются на диаграммной бумаге приборами УР. ‘
Реализация фукнций осуществляется с помощью совокупности устройств, размещенных в составных частях, представляющих измерительный канал. Каналы формируют по каждому технологическому параметру, контролируемому комплексом. При этом если контролируемый технологический параметр и фактически измеряемая физическая величина совпадают, то канал называется измерительным (в табл. 1.8 для него указаны погрешности по отношению к контролируемому параметру). Если контролируемый технологический параметр и фактически измеряемая физическая величина не совпадают, то канал называется каналом контроля (в табл. 1.8 для него указаны погрешности по отношению к измеряемой физической величине).
Канал контроля нагрузки на крюке. Нагрузка на крюке G определяется по усилию натяжения неподвижной ветви талевого каната, которое передается на первичный преобразователь с помощью механизма крепления и перепуска неподвижного конца каната.
Электрический сигнал, соответствующий нагрузке на крюке, усиливается в БПК и поступает в БН, УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК.
Здесь сигнал G сравнивается с заданным уставкой максимально допустимым усилием. В результате сравнения вырабатываются дискретные сигналы, которые после усиления поступают на блок тревожной сигнализации в ПКУ и контакт разъема в БПК-
Канал контроля осевой нагрузки на буровой инструмент. Осевая нагрузка на буровой инструмент определяется как разность нагрузки на крюке до и порле достижения контакта инструмента с забоем.
В БПК сигналы вычитаются: G| — Go = AG, где G0 и Gi — сигналы усилия до и после достижения контакта инструмента с забоем.
Сигналы вычитаются автоматически при наличии давления в мани — фольде нагнетательной линии бурового раствора.
Электрический сигнал AG, пропорциональный осевой нагрузке на буровой инструмент, после усиления поступает в БН, УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК.
Канал контроля подачи инструмента. Подача бурового инструмента h определяется по углу поворота барабана лебедки, пропорциональному перемещению бурильной колонны и талевого блока в процессе бурения скважины. Сигнал h с первичного преобразователя, усиленный в БПК, поступает в УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК.
Канал контроля положения талевого блока. Положение талевого блока определяется по углу поворота барабана лебедки, пропорциональному перемещению талевого блока в процессе спускоподъемных операций (СПО).
Сигнал Lt6, соответствующий положению талевого блока, усиленный в БПК, поступает в ПКУ, УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК.
В БПК сигнал б сравнивается с заданным уставкой максимально допустимым верхним положением талевого блока, в результате чего вырабатывается дискретный управляющий сигнал «Тальблок», который поступает на контакт разъема в БПК — .
Канал контроля частоты вращения ротора. Частота вращения ротора определяется по скорости вращения быстроходного вала ротора или его привода.
Сигнал датчика п усиливается в БПК, поступает в ПКУ, УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК.
Канал контроля крутящего момента на роторе. Крутящий момент на роторе определяется по усилию натяжения ведущей ветви цепи привода ротора с помощью приспособления, преобразующего усилие натяжения цепи в усилие сжатия первичного преобразователя.
Сигнал Мр (только в процессе бурения) усиливается в БПК и поступает в БН, УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК.
В БПК этот сигнал сравнивается с заданным уставкой предельно допустимым усилием, в результате чего вырабатываются дискретные сигналы, которые после усиления поступают на блок сигналов тревоги в ПКУ и контакт разъема в БПК.
Канал измерения крутящего момента на машинном ключе. Крутящий момент на машинном ключе измеряется по усилию на конус рычага ключа, возникающему при свинчивании (развинчивании) бурильных труб в процессе СПО.
Сигнал уИк (только в процессе СПО), усиленный в БПК, поступает в БН, УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК.
В БПК сигнал Мк сравнивается с заданным уставкой максимально допустимым усилием. В результате такого сравнения вырабатываются дискретные сигналы, которые после усиления поступают на блок сигналов тревоги в ПКУ и контакт разъема в БПК.
Канал измерения давления нагнетания бурового раствора. Давление нагнетания бурового раствора в манифольде нагнетательной линии измеряют первичным преобразователем «Сапфир 22ДИ».
Сигнал р, усиленный в БПК, поступает в БН, УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК. 36
Здесь этот сигнал сравнивается с заданными уставкой значениями максимально допустимого давления и давления в манифольде. В результате сравнения вырабатываются дискретные сигналы, которые после усиления поступают на блок сигналов тревоги в ПКУ и контакты разъема в БПК.
Канал измерения расхода бурового раствора в нагнетательной линии. Расход бурового раствора в нагнетательной линии измеряют преобразователем расхода РГР-100, сигнал которого, усиленный в БПК, поступает в ПКУ, УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК.
Канал контроля расхода выходящего из скважины бурового раствора. Изменение расхода выходящего бурового раствора определяют по перемещению лопасти первичного преобразователя под действием потока выходящего раствора. Сигнал QBUx, усиленный в БПК, поступает в ПКУ, УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК-
В БПК этот сигнал сравнивается с заданным уставкой предельно допустимым изменением расхода выходящего бурового раствора, в результате чего вырабатывается дискретный управляющий сигнал, который после усиления поступает на контакт разъема в БПК.
Канал измерения уровня бурового раствора. Уровень бурового раствора в приемных емкостях измеряют по перемещению поплавка первичного преобразователя. В комплексе СКУБ-М1 предусмотрена возможность измерения уровня в трех емкостях. Сигналы Ни Я2, Яз усиливаются в БПК и поступают в УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК-
В зависимости от положения переключателя «Уровень» на панели ПКУ сигналы Яь Я2 или Я3 поступают в ПКУ на указатель.
Здесь эти сигналы сравниваются с заданными уставкой предельно допустимыми уровнями в емкостях, в результате чего вырабатывается дискретный сигнал тревоги, который после усиления поступает в блок сигнализации в ПКУ.
Канал измерения плотности. Плотность бурового раствора можно измерять при наличии плотномера с унифицированным выходным сигналом О—10 В, так как преобразователь плотности в комплект поставки комплекса СКУБ-М1 не входит. В комплексе предусмотрена возможность подключения преобразователя плотности к разъему БПК-
Сигнал плотности усиливается в БПК и поступает в ПКУ, УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК. В БПК сигнал р сравнивается с заданной уставкой предельно допустимой плотностью. В результате сравнения вырабатываются дискретные сигналы, которые после усиления поступают на блок сигнала тревоги в ПКУ и на контакт разъема в БПК.
Канал измерения температуры бурового раствора. Температура бурового раствора измеряется термопреобразователем, погруженным в раствор. Сигнал Т, усиленный в БПК, поступает в ПКУ и УР, на контакт разъема «Внешний потребитель» и контакт разъема «Выходные сигналы» в БПК.
Первичные преобразователи технологических параметров. Первичный преобразователь усилий предназначен для преобразования усилий, действующих на чувствительный элемент, в выходной электрический сигнал. В зависимости от назначения первичный преобразователь усилий имеет четыре варианта исполнения, которые отличаются между собой габаритными размерами и присоединительными элементами.
Первичные преобразователи ДС1 и ДС2 применяют для измерения усилий в каналах контроля нагрузки на крюке и осевой нагрузки на буровой инструмент, крутящего момента на роторе, крутящего момента на машинном ключе.
Усилие, действующее на трубчатый чувствительный элемент с наклеенными тензорезисторами, вызывает изменение их сопротивления, которое усиливается в дифференциальном усилителе до уровня 0—10 В. В чувствительный элемент ввинчены серьги, с помощью которых осуществляется монтаж датчика усилий и через которые передается измеряемое усилие. Одновременно серьги служат защитным корпусом для чувствительного элемента. Соединение серег подвижное, резиновое кольцо обеспечивает герметичность. Для фиксации чувствительного элемента служит винт. К верхней серьге прикреплен корпус, в одной части которого размещен дифференциальный усилитель, а в другой — клеммная колодка для подключения кабеля и кабельный ввод. Каждая часть корпуса закрыта ввинчивающейся крышкой.
Первичный преобразователь угла поворота барабана лебедки в изменение фазовых напряжений сельсина, пропорциональное углу поворота входного вала, применяют одновременно в каналах контроля подачи инструмента и положения талевого блока.
В литой корпус помещены редуктор и пара зубчатых колес, причем шестерня сдвоена для уничтожения люфта. Вращательное движение вала буровой лебедки через входной вал первичного преобразователя, редуктор и пару зубчатых колес передается на сельсин. Кабель через сальниковый ввод подключают к клеммам сельсина. Первичный преобразователь закрыт литой крышкой. Для герметизации корпуса применены манжета и резиновые уплотнительные кольца.
Первичный преобразователь частоты вращения быстроходного вала ротора или его привода в импульсы постоянного тока. Принцип действия преобразователя основан на срыве высокочастотных колебаний при экранировании магнитной взаимосвязи.
В корпусе преобразователя размещен электронный преобразователь, преобразующий изменение магнитной взаимосвязи индукционной катушки в импульсы постоянного тока.
Внутренний объем корпуса залит компаундом. К плате подпаян кабель. Выступающую из корпуса часть платы и места подпайки кабеля герметизируют с помощью втулки, грундбуксы и резиновых деталей.
Индикатор расхода на выходе служит Для преобразования количества выходящего из скважины бурового раствора в электрический сигнал. Индикатор предназначен для крепления его на открытом желобе или на трубе. Раствор, выходящий из скважины, отклоняет лопасть, закреплен — 38 ную с помощью оси и трубы, на угол, пропорциональный количеству выходящего из скважины раствора в единицу времени. Угол поворота входного вала преобразуется в пропорциональное изменение напряжения О—10 В. Входной вал, связанный с лопастью, поворачивается на угол от 0 до 60° и в зависимости от расхода бурового раствора передает вращение профильному кулачку. Кулачок, вращаясь через кронштейн, перемещает плунжер в катушке. Для обеспечения плотного прилегания плунжера к кулачку применена пружина. Крышки и плата отлиты из стали. В катушке имеется отверстие для регулировки положения плунжера.
Первичный преобразователь уровня бурового раствора в емкостях в пропорциональный угол поворота вала сельсина. Поплавок, соприкасающийся с поверхностью раствора, перемещается вверх или вниз при изменении уровня раствора в емкости. Это перемещение преобразуется в угол поворота вала сельсина, с которого снимаются фазовые напряжения.
Входной вал с мерным шкивом, связанный с поплавком перфорированной стальной лентой, при изменении уровня бурового раствора от 0 до 1,6 м поворачивается и посредством цилиндрической передачи поворачивает вал сельсина на угол от 0 до 300°. Корпус датчика отлит из стали. Кабель через сальниковый ввод подключен к клеммной колодке сельсина.
Нулевой уровень раствора принят выше дна емкости на 300 мм.
Первичный преобразователь температуры выходящего из скважины бурового раствора в пропорциональный выходной электрический сигнал. В зависимости от температуры термопреобразователь изменяет свое сопротивление, которое преобразуется электронным преобразователем в напряжение 0—10 В.
Термометр сопротивления закреплен гайкой, ввинченной в сварной каркас, состоящий из стакана, трубы, корпуса. Электронный преобразователь установлен в корпус, который закрывается двумя крышками с резьбой. Для подсоединения кабеля служит ввод.
Пульт ПКУ предназначен для оперативного контроля и управления процессами бурения и имеет два варианта исполнения, отличающиеся количеством устройств. ПКУ (вариант 00) состоит из герметизированного контейнера, в верхней части которого размещена панель с установленными на ней показывающими приборами и блоком сигнализации. В нижней части контейнера размещена панель с ручками управления режимами процесса бурения.
Показывающие приборы представляют собой стандартные стрелочные миллиамперметры, выполненные со специальной шкалой. Приборы отображают частоту вращения ротора, расход раствора в нагнетательной линии и на выходе из скважины, положение талевого блока, уровень раствора в приемных емкостях, плотность и температуру раствора на выходе.
Панели в собранном виде, снабженные разъемами с ловителями, вставляют в контейнер пульта по направляющим. Для более точной фиксации ответные части разъемов в контейнере установлены на угольниках, имеющих некоторую свободу вращения вокруг вертикальной оси. Панели расположены на прокладках, обеспечивающих герметичность пульта, и закреплены винтами. Панель с показывающими приборами закрыта литой алюминиевой крышкой со смотровым окном. Для установки в положение, удобное для бурильщика, к контейнеру на осях прикреплена скоба.
В нижней части к скобе прикреплена труба для установки пульта на буровой площадке. Скоба и труба имеют фиксаторные ручки, позволяющие закреплять их в требуемом положении.
Пульт контроля и управления ПКУ (вариант 01) выполнен аналогично основному варианту. В верхней части контейнера размещена панель, на которой установлены показывающие приборы, измеряющие расход раствора и частоту вращения ротора, а также положение талевого блока и блока сигнализации.
В нижней части контейнера установлена панель с ручками управления режимами процесса бурения. Верхняя панель закрыта литой крышкой со смотровым окном.
Для установки в положение, удобное для бурильщика, ПКУ имеет скобу на осях с прикрепленной к ней трубой для установки на объекте и фиксаторные ручки.
Блок наблюдения БН предназначен для отображения информации о контролируемых параметрах в форме, удобной для восприятия бурильщиком. БЬГ состоит из корпуса, в котором установлены четыре стрелочных прибора, измеряющие вес инструмента, осевую нагрузку на долото, крутящий момент и давление бурового раствора.
В процессе бурения показывающий прибор отображает крутящий момент на роторе, в процессе СПО — крутящий момент на машинном ключе.
Питание БН осуществляется через разъем от БПК, электрические сигналы контролируемых параметров поступают также от БПК через разъем.
Блок питания и коммутации БПК предназначен для питания комплекса стабилизированным напряжением и электрического сопряжения устройств, входящих в состав комплекса. Конструктивно БПК выполнен в унифицированном шкафу, на поворотной раме которого установлены блоки питания: системы (БПС), обработки сигналов (БОС) и первичных преобразователей (БПД).
На боковой левой стенке шкафа установлен кожух с размещенными на нем разъемами для подключения монтажных жгутов и кабелей. Кожух закрыт крышкой. В низу шкафа имеется поддон, крепящийся винтами к кронштейнам, приваренным к шкафу. Отверстие в поддоне служит для ввода кабелей внешнего подключения.
Устройство регистрации УР предназначено для записи текущих значений технологических параметров процесса бурения. Это устройство устанавливают в помещении бурового мастера.
В кожухе, в верхней части передней съемной панели, закреплены четыре миллиамперметра, которые применяют для аналоговой записи текущих значений быстро меняющихся технологических параметров: осевой нагрузки на долото, крутящего момента, подачи и давления.
В нижней части панели размещены: регистрирующий прибор типа Диск-250 для аналоговой записи веса бурильной колонны, шестиканаль — 40 ный вольтметр для аналоговой записи текущих значений технологических параметров, скорость изменения которых невелика, и выключатель для включения УР.
Для внутренней коммуникации внутри кожуха установлена планка с размещенными на ней разъемами. Для подключения внешних кабелей в кожухе установлен кронштейн с разъемами. Для переноски УР на боковых стенках кожуха имеются ручки.
В ИФИНГ разработана, изготовлена и испытана система цифрового представления информации о процессе бурения (СЦПИ), полученной с системы контроля и управления бурением СКУБ, выпускаемой Ивано — Франковским ПО «Геофизприбор». Система СЦПИ предназначена для контроля параметров процесса бурения, предварительно преобразованных в унифицированный аналоговый сигнал.
СЦПИ выполнена на микросхемах серии KJ55.
TOC o "1-5" h z Технические данные СЦПИ ‘
Диапазон измерения параметров бурения, преобразованных в ана — .
лотовый сигнал, В…………………………………………………………………………….. О—10
Основная приведенная погрешность преобразователя, %………………………………………….. ^1,0
Рабочая область температур, °С……………………………………………………………….. —10—(- 70
Питание:
напряжение, В……………………………………………………………………………….. 220 + 22
частота, Гц………………………………………………………………………………………….. 50 ±5
Мощность, потребляемая одним каналом, В-А. ………………………………… 15
Индикация результатов измерения………………………………………………………………… Цифровая
Масса одного модуля, кг…………………………………………………………………………………… 3
Габаритные размеры модуля, мм………………………………………………………………….. 280X235X70
СЦПИ в сочетании с системой контроля и управления СКУБ служит основой для создания объектового микроконтроллера, суперкомпонентом которого служит микроЭВМ. С помощью микроЭВМ осуществляются: идентификация параметров математической модели процесса углубления; расчет оптимальных параметров режима и времени бурения; выдача на цифровое отсчетное устройство рекомендуемых параметров режима и времени бурения; предупреждение о предаварийных ситуациях и зонах с аномальными пластовыми давлениями.